选修33教案气体的性质汇总

1、第八章 气体的性质1、气体的等温变化 玻意耳定律【教学目标】1.知道什么是等温变化；2.知道玻意耳定律是实验定律；掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件；3.理解气体等温变化的 p-V 图象的物理意义；4.知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释；5.会用玻意耳定律计算有关的问题。【重点难点】1.通过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系，理解 p-V 图象的物理意义，知道玻意耳定律的适用条件；2 “状态”和“过程”分不清，造成抓不住头绪，不同过程间混淆不清的毛病，这是难点。【教学用具】橡皮膜（或气球皮）、直径为5cm左右两端开口的透明塑料筒（长约25cm左右）、

2、与筒径匹配的自制活塞、20cm×6cm薄木板一块。【教学过程】（一）引入新课1.吹气球比赛：准备两个空矿泉水瓶，两瓶内装有气球，气球口和矿泉水瓶口重合并固定，瓶A事先扎了小孔，瓶B完好无损。 师：现在请两个同学来进行一场吹气球比赛，看看谁能把气球吹得更大。    活动进行问：请参加比赛的同学说说看，在瓶子力吹气球时有什么不同的感觉呢？ 关键词：吃力 困难 问：请同学分析一下，为什么B瓶中气球比A瓶中的更难以吹鼓起来呢？  A瓶漏气、B瓶中不漏气 师：可以利用身边资源进行验证一

3、下，看看你的猜测是不是正确的。 引导学生将A、B两瓶盖上盖子后压入水中，A瓶进了水，B瓶没有进水。说明A瓶漏气。 向全体同学展示两瓶的验证结果，明确A瓶漏气，故A瓶内气球更容易吹起来。  总结性问题1：现在请同学们根据已有的知识解释一下，为什么在密闭的瓶子中更难将气球吹鼓呢? 引导学生回答: 密闭瓶子中本身装有有一定量气体，当瓶中气球胀大时，瓶中气体被压缩，瓶中气体压强变大，使得吹大气球更加困难。而漏气的瓶中的气体由于和外界连通，气压始终等于外界大气压，故吹起气球就和平时无异。 总结性问题2：这个比赛告诉我们，对于质量一定的

4、气体，其压强跟什么因素有关呢？ 体积 2.复原乒乓球：师：被踩扁的乒乓球，有什么办法将它复原吗？ 将球泡在热水中。 问：哪位同学能解释一下热水能使乒乓球复原的原因呢？ 球内气体受热膨胀，将乒乓球体撑开。 问：如果乒乓球被踩破了，还能使用热水复原吗？ 不能，受热膨胀，球内气体就从缝隙中溢出来，无法撑开乒乓球体。 总结性问题3：由此可见，气体的体积、压强还跟什么因素有关呢？ 温度 3.开饮料瓶：被摇晃后的可乐瓶、啤酒瓶打开的瞬间；炎热夏天给自行车轮胎充气的注意事项。 师：在生活中大家都有这

5、样的经验，炎热的夏天会避免给自行车轮胎充气太足，否则车轮会很容易发生爆胎。这是为什么呢？ 夏天温度较高，气体高温膨胀使得车轮内气压过大，发生爆胎。 总结性问题4：综上所述，要描述一定气体的状态时，我们必须要考虑到三个因素，分别是哪三个因素呢？  温度、压强、体积。 总结性问题5：现在请同学们回到课前的比赛，你们在分析瓶中气体的状态变化时，考虑到了温度变化这个因素了吗？ 没有 其实在刚才的分析中，不考虑温度的变化是一个明智的决定。问：为什么可以不考虑温度的变化呢？  因为温度变化较小，可以认为恒等于室温。  

6、;总结：在分析气体状态变化的过程中，如果气体膨胀、压缩的过程比较缓慢，这个时候我们可以认为气体的温度保持恒定。在温度保持恒定的情况下气体的状态变化，称为等温变化。也就是我们今天所要研究的内容。  即一定质量的气体，在温度不变的情况下，研究其压强和体积的关系。 用数学表达，就是（板书）             M、T不变          

7、 研究 P、V的关系。（二）新课进行一、实验研究猜想：对确定的气体，温度不变时，压强增大，体积如何变化？压强减小呢？1一定质量的气体保持温度不变，压强与体积的关系实验前，请同学们思考以下问题：怎样保证气体的质量是一定的？怎样保证气体的温度是一定的？总结：密封好；缓慢移活塞，手不与筒接触。2较精确的研究一定质量的气体温度保持不变，压强与体积的关系(1)介绍实验装置观察实验装置，并回答：研究哪部分气体？ A管中气体体积怎样表示？（l·S）阀门a打开时，A管中气体压强多大？阀门a闭合时A管中气体压强多大？（p0）欲使A管中气体体积减小，压强增大，B管应怎样操作？写出A管

8、中气体压强的表达式（p=p0+h）。欲使A管中气体体积增大，压强减小，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表达式（p=p0-h）。实验过程中的恒温是什么温度？为保证A管中气体的温度恒定，在操作B管时应注意什么？（缓慢）(2)实验数据采集压强单位：mmHg；体积表示：气柱长度；环境温度：室温；大气压强：p0=             mmHg A管中气体体积减小时顺序12345体积压强      A管中气体体积增大时顺序1234

9、5体积压强     (3)实验结论实验数据表明：一定质量的气体，在温度不变的条件下，体积缩小到原来的几分之一，它的压强就增大到原来的几倍；体积增大到原来的几倍，它的压强就减小为原来的几分之一。二、玻意耳定律1.内容：(1)一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。(2)一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积的乘积是不变的。2.数学表达式设初态体积为V1，压强为p1；末态体积为V2，压强为p2。有：          &

10、#160;             p1V1=p2V2 或 PV=CP1/V3.图象4.讨论pV=恒量一式中的恒量是普适恒量吗？引导学生作出一定质量的气体，在不同温度下的几条等温线，比较后由学生得出结论：恒量随温度升高而增大。下面的数据说明什么？一定质量的氦气压强1atm500atm1000 atm实测体积1m31.36/500m32.068 5/1 000m3计算体积 1/500m31/1 000m3玻意耳定律的适用条件：压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和

11、室温比较）的任何气体。你能推导出用密度形式表达的玻意耳定律吗？推导：m=V PV=C 所以：P/=C 即：P1:P2=1:2你能用分子动理论对玻意耳定律作出解释吗？解释：一定质量的理想气体，其分子总数是一个定值，当温度保持不变时，则分子的平均速率也保持不变，当其体积增大几倍时，则单位体积内的分子数变为原来的几分之一，因此气体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原来的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成反比这就是玻意耳定律【例题】某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20×105Pa。如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是1.

12、0×105Pa。解：以容器内原来所装气体为研究对象，温度保持不变初态  p1=20×105Pa V1=10L 末态  p2=1.0×105PaV2=？由玻意耳定律  p1V1=p2V2得：=200L 故：=5%，即剩下的气体为原来的5。【课堂小结】1.一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比；2.玻意耳定律是实验定律，适用条件：压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）。2、气体的等容变化和等压变化【教学目标】1.知道什么是气体的等容变化过程；2.掌握查理定律的内容、数学表达式；理解p-t图象的物理意义；3.

13、知道查理定律的适用条件；4.会用分子动理论解释查理定律。【重点难点】1.查理定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点。2.气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比；气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强，这些内容易混淆。【教学用具】查理定律演示器、水银气压计、搅棒、食盐和适量碎冰、温度计、保温套、容器。【教学过程】（一）引入新课实验试管中装有干燥的空气，用涂有少量润滑油的橡皮塞盖住瓶口，把瓶子放入热水中，会看到塞子飞出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子时会比平时费力。这些现象告诉我们：一定质量的气体，保持体积不变，当温度升高时，气体的压强增大；当温度降低时，气体的压强减小。请学生

14、举一些生活中的实例。下面我们进一步研究一定质量的气体保持体积不变，气体的压强随温度变化的规律。（二）新课教学一、气体的等容变化1.定义：一定质量的气体，保持体积不变时所发生的状态变化叫做等容变化。2.实验研究：m一定，V不变，研究P和T之间的关系。(1)实验装置：查理定律演示器请学生观察实验装置，弄明白如下问题：研究对象在哪儿？ 当A管向上运动时，B管中的水银面怎样变化？ 当A管向下运动时，B管中的水银面怎样变化？怎样保证瓶中气体的体积不变？瓶中气体的压强怎样表示？（当B管中水银面比A管中水银面低时；当B管中水银面比A管中水银面高时）(2)用气压计测量大气压强：p0=  &

15、#160;            mmHg(3)实验条件：一定质量的气体、保持体积不变【讨论】怎样保证实验条件？ 烧瓶用胶塞塞好，与水银压强计B管连接处密封好。 使水银压强计的A管水银面与B管水银面一样高，并将B管水银面的位置记下来。（室温）(4)实验过程 将烧瓶置于食盐加碎冰溶化的混合物中，烧瓶要完全没入。（请学生估测发生的现象）现象：烧瓶中气体体积减小，B管中水银面上升，A管中水银面下降。气体压强减小。措施：请学生讨论此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。记下此时

16、A、B管中水银面的高度差。 将烧瓶完全置于冰水混合物中。（请学生估测发生的现象）现象：烧瓶中气体体积仍小于室温时的标记体积，B管中水银面仍高于A管中水银面，但A、B两管中水银面高度差减少。措施：仍请学生回答此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。记下此时A、B管中水银面的高度差。 将烧瓶完全置于30 的温水中。（请学生估测发生的现象）现象：B管中水银面低于标记位置，A管中水银面高于标记位置。措施：请学生讨论应怎样移动A管，才能使B管中的水银面恢复到初始标记位置。记下此时A、B管中水银面的高度差。 将烧瓶再分别完全置于45的温水中，60、75的热水中，重复上述过程。(5)实验数据

17、表格：P0= mmHg实验次数123456气体温度()-20030456075气体压强mmHg      (6)数据分析：以0气体压强为参照，气体温度每升高1，增加的压强值是0时气体压强值的多少分之一。以0气体压强为参照，气体温度每降低1，减少的压强值是0时气体压强值的多少分之一。(7)图象：精确的实验指出,一定质量的某种气体在p-t图中等容线在t轴上的截距都是-273。由此图象，可写出如下方程：p=p0+kt其中k为斜率，k=P0/2733查理定律1787年法国科学家查理通过实验研究，发现所有气体都遵从的定律查理。(1)内容：一定质

18、量的气体，保持体积不变，温度每升高(或降低)1，增加(或减少)的压强等于0时压强的1/273。 式中P0表示0时的压强，t为摄氏度。所以有：，一定质量的气体，保持体积不变时，它的压强与热力学温度成正比。即：【思考】一定质量的气体，保持体积不变，温度每升高(或降低)1，增加(或减少)的压强等于27时压强的多少？(2)适用条件：温度不太低，压强不太大的气体(3)微观解释：一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小。

19、【例1】一定质量的气体，保持体积不变，温度从1升高到5，压强的增量为 2.0×103 Pa，则A它从5升高到10，压强增量为2.0×103Pa B它从15升高到20，压强增量为2.0×103PaC它在0时，压强约为1.4×105Pa 答案：C【例2】密闭容器内装有一定质量的气体，当温度升高5时，气体气体压强增量为原来的百分之一，则气体原来的温度是多少摄氏度？解析：等容公式：P1/P2=T1/T2 P1/1.01P1=T1/(T1+5)T=500K t=T-273=227【思考】下图描述的是同一气体的等容变化图像，V1和V2大小关系如何？二、气体的等压变化

20、1.定义：一定质量的气体，保持压强不变时所发生的状态变化叫做等压变化。2.实验研究：m一定，P不变，研究V和T之间的关系。3.盖·吕萨克定律1802年，盖·吕萨克发现气体热膨胀定律。(1)内容：一定质量的气体，保持压强不变，温度每升高(或降低)1，增加(或减少)的体积等于0时体积的1/273。，式中V0表示0时的压强，t为摄氏度。所以有：，一定质量的气体，保持压强不变时，它的体积与热力学温度成正比。即：【思考】一定质量的气体，保持压强不变，温度每升高(或降低)1，增加(或减少)的体积等于27时体积的多少？(2)适用条件：温度不太低，压强不太大的气体(3)微观解释：一定质量（

21、m）的理想气体的总分子数（N）是一定的，要保持压强（p）不变，当温度（T）升高时，分子运动的平均速率v会增加，那么单位体积内的分子数（n）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积（V）一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。【例3】一定质量的理想气体在等压变化过程中测得，气体在0时的体积为V0， 10时的体积为V10，则气体在21时的体积为：A. B. C. D.答案：AD【思考】下图描述的是同一气体的等压变化图像，P1和P2大小关系如何？3、理想气体的状态方程【教学目标】1.初步理解“理想气体”的概念；2.掌握运用玻意耳定律和查理定律推导理想气体状态方程的过程，熟记理想

22、气体状态方程的数学表达式，并能正确运用理想气体状态方程解答有关简单问题；3.熟记盖·吕萨克定律及数学表达式，并能正确用它来解答气体等压变化的有关问题。【重点难点】1.理想气体的状态方程是本节课的重点；2.“理想气体”这一概念十分抽象，学生理解上有一定难度。【教学过程】（一）引入新课前面我们学习的玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律，这三个定律都是一定质量的气体的体积、压强、温度三个状态参量中有一个参量不变，而另外两个参量变化所遵循的规律。若三个状态参量都发生变化时，应遵循什么样的规律呢？这就是我们今天这节课要学习的主要问题。（二）新课进行一、理想气体提问三大气体定律是在什么

23、条件下通过实验得到的？即适用条件是什么？分析：温度不太低（与常温比较），压强不太大（与大气压强相比）。在初中我们就学过使常温常压下呈气态的物质（如氧气、氢气等）液化的方法是降低温度和增大压强。这就是说，当温度足够低或压强足够大时，任何气体都被液化了，当然也不遵循反映气体状态变化三大气体定律了。而且实验事实也证明：在较低温度或较大压强下，气体即使未被液化，它们的实验数据也与三大气体定律计算出的数据有较大的误差。这说明实际气体只有在一定温度和一定压强范围内才能近似地遵循玻意耳定律和查理定律。而且不同的实际气体适用的温度范围和压强范围也是各不相同的。为了研究方便，我们假设这样一种气体，它在任何温度和

24、任何压强下都能严格地遵循玻意耳定律和查理定律。我们把这样的气体叫做“理想气体”。（板书“理想气体”概念意义。）1.定义：在任何温度和任何压强下都能从气体实验定律的气体，叫做理想气体。2.理想气体是理想化物理模型，实际是不存在的。3.温度不太低（与常温比较）、压强不太大（与大气压强相比）的实际气体可当作理想气体去处理。二、理想气体状态方程1.推导：对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量p、V、T来描述，这三个状态参量中只有一个变而另外两个参量保持不变是不可能的。所以，若其中任意两个参量确定之后，第三个参量一定有唯一确定的值，它们共同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个状态。(1)初末状态：

25、初状态A参量为：p1、V1、T1，经过某变化过程，末状态B参量为：p2、V2、T2(2)过程：假设从初态到末态经历了等温、等容和等压变化中的任意两个，选择中间状态C从A（p1，V1，T1）先等温并使其体积变为V2，压强变为pc，此中间状态为C（pc，V2，T1），再等容使其温度变为T2，则其压强一定变为p2，则末状态B（p2，V2，T2）。从A（p1，V1，T1）先等容并使其温度变为T2，则压强变为pc，此中间状态为C（pc，V1，T2），再等温并使其体积变为V2，则压强也一定变为p2，则末状态B（p2，V2，T2）。(3)推导：根据玻意耳定律和查理定律，分别按上述两种过程，推导理想气体状态过

26、程。（即要求找出p1、V1、T1与p2、V2、T2间的等量关系。）2.理想气体状态方程(1)内容：一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。(2)表达式：，三、克拉伯龙方程PV=nRT 式中n为气体的摩尔数；R为普适气体常量，R=8.31J·mol-1·K-1【例1】 一水银气压计中混进了空气，因而在27，外界大气压为758毫米汞柱时，这个水银气压计的读数为738毫米汞柱，此时管中水银面距管顶80毫米，当温度降至-3时，这个气压计的读数为743毫米汞柱，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱？分析：p1=758-738=20mmHg 

27、V1=80Smm3（S是管的横截面积）。T1=273+27=300 Kp2=p-743mmHg V2=（738+80）S-743S=75Smm3T2=273+（-3）=270K由理想气体状态方程：得：解得  p=762.2 mmHg【例2】使一定质量的理想气体按图甲中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。(1)已知气体在状态A的温度TA=300K，则气体在状态B、C和D的温度各是多少？(2)将上述状态变化过程在图乙中画成体积V和温度T表示的图线（图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向）。说明每段图线各表示什么过程。解答：由p-V图线可以直观地

28、看出，气体在A、B、C、D各状态下压强和体积为VA=10L，PA=4atm，PC=2atm，PD=2atm，PB=4atm，VC=40L，VD=20L，VB=20L(1)根据理想气体状态方程可得： 解得：TC=600K=TB TD=300K(2)由状态B到状态C为等温变化，由玻意耳定律有：PBVB=PCVC 解得：VB=20L在V-T图上状态变化过程的图线由A、B、C、D各状态点依次连接（如图乙），AB是等压膨胀过程，BC是等温膨胀过程，CD是等压压缩过程（三）课堂小结1在任何温度和任何压强下都能严格遵循气体实验定律的气体叫理想气体。2.理想气体状态方程：，4、气体实验定律的微观解释【教学目标

29、】1.能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系；2.用气体分子动理论解释三个气体实验定律。【重点难点】1.用气体分子动理论来解释气体实验定律；2.气体压强的微观意义。【教学过程】（一）引入新课提问分子动理论的基本内容是什么？气体三大实验定律和理想气体状态方程的内容是什么？设问气体为什么会有这些规律？这些规律和其微观运动之间存在什么关系？今天我们就是要从气体分子运动的特点和规律来解释气体实验定律。（二）新课进行一、随机性与统计规律1.必然事件：在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件叫做必然事件。2.不可能事件：若某件事不可能出现，

30、这个事件叫做不可能事件。3随机事件：若在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现，这个事件叫做随机事件。【掷币实验】实验目的：研究随机事件的出现是否存在规律性实验方法：1.将4枚硬币握在手中，在桌面上随意投掷10次；2.记录每次投掷时正面朝上的硬币数；3.统计共10次投掷中有0、1、2、3、4枚硬币正面朝上的次数，并将结果填入表格中。总共投掷的次数4枚硬币中正面朝上的硬币枚数01234我的实验数据10我所在大组的数据全班的数据实验结论：1.个别随机事件的出现具有偶然性；2.大量随机事件的整体会表现出一定的规律性，这种规律就是统计规律。二、气体分子运动的特点1.运动的自由性：气体分子间的距离较大，

31、分子间的相互作用力十分微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。2.运动的无序性：分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是弹性碰撞，气体通过这种碰撞可传递能量。分子的运动永不停息，杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的气体分子数目都相等(实际数目会有微小差别，可以忽略不计)。3.运动的高速性：常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率。三、气体热现象的微

32、观意义图像分析1.图中氧气分子速率分布是否存在统计规律？ (答：存在统计规律)2.0和100氧气分子速率分布有什么相同的统计规律？ （答：都呈中间多两头少的分布规律）3.对比0和100氧气分子速率分布图象，有什么不同？ （答：温度越高，分子平均速率越大）总结规律1.大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多、两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大。2.温度越高，分子运动越剧烈。3.温度是物体分子平均动能的标志。即： ，式中a是比例常数。四、气体压强的微观意义温度是分子热运动平均动能的标志，体积影响到分子密度（即单位体积内的分子数）。设问气体压强大小反映了气体分子运动的哪些特征呢？1.气体压强的产生原因：气体对容器壁的压强是大量分子对器壁连续不断地碰撞所产生的。分析：若每个分子的质量为m，平均速率为v，分子与活塞的碰撞是弹性碰撞，则在这一分子与活塞碰撞中，该分子的动量变化为2mv，即受